Laserschweißen - Dickentabelle und Leistungseinstellungen

Einstellung der Parameter des Laserschweißprozesses

Der Schlüssel zu einer Laserschweißanlage liegt in der Einstellung und Anpassung der Prozessparameter. Je nach Materialdicke und -art werden unterschiedliche Scangeschwindigkeiten, -breiten, -leistungen usw. gewählt (Tastverhältnis und Pulsfrequenz müssen in der Regel nicht angepasst werden). Gängige Prozessparameter sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Laserschweißen - lineare Prozessparameter

① Optimieren Sie die Schwingungsamplitude des Galvanometers, um sie genau an die Breite des zu schweißenden Werkstücks anzupassen. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Energieverteilung über die Schweißnaht.

② Die Anforderungen an die Laserleistung korrelieren direkt mit der Materialstärke. Dickere Bleche erfordern eine höhere Laserleistung, um eine vollständige Durchdringung zu erreichen, während dünnere Materialien weniger Leistung benötigen, um Durchbrennen und Verformung zu vermeiden.

③ Für dünne Bleche unter 1,0 mm ist die Feinabstimmung der Laserparameter entscheidend. Passen Sie den Arbeitszyklus an die Materialdicke an, um den Wärmeeintrag und die Einbrandtiefe zu steuern. Diese Parameter beeinflussen in erster Linie die Einschweißeigenschaften und minimieren die Wärmeeinflusszone (WEZ).

④ Die lineare Schweißtechnik ist vielseitig und eignet sich für verschiedene Verbindungskonfigurationen wie Diagonal- und Stumpfnähte. Bei entsprechender Optimierung bietet es eine gleichbleibende Schweißnahtqualität bei unterschiedlichen Geometrien.

⑤ Der optimale Frequenzbereich für die Schweißkopfschwingung beträgt 4-20 Hz. Passen Sie innerhalb dieses Bereichs die Leistungsdichte entsprechend den Materialeigenschaften, der Dicke und den gewünschten Schweißeigenschaften an. Höhere Frequenzen ermöglichen in der Regel schnellere Schweißgeschwindigkeiten, erfordern aber möglicherweise eine höhere Leistung.

⑥ Verwenden Sie beim Innenwinkelschweißen eine schmale Galvanometer-Oszillationsbreite. Durch die Verringerung der Schwingungsamplitude wird die Energie konzentriert, was zu einem tieferen Einbrand und einer stärkeren Verschmelzung an der Verbindungsstelle führt. Wägen Sie jedoch das Risiko von Unterschneidungen oder übermäßigem Einbrand ab.

Besonderer Hinweis:

Die oben genannten Parameter dienen als allgemeine Richtlinien und sollten in Abhängigkeit von mehreren kritischen Faktoren wie Laserleistung, Materialzusammensetzung und -eigenschaften, spezifischer Schweißtechnik und Fugenbreite fein abgestimmt werden. Als Faustregel gilt, dass dünnere Bleche eine geringere Laserleistung erfordern, während für dickere Bleche höhere Leistungseinstellungen erforderlich sind. Diese Beziehung ist jedoch nicht streng linear und kann je nach Wärmeleitfähigkeit und Reflexionsvermögen des Materials variieren.

Die Parameter zur Steuerung des Laserkopfes spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle für eine optimale Schweißqualität. Der Linientyp-Parameter ist besonders effektiv für Diagonalschweißungen und männliche Kehlnähte, da er eine präzise Energieverteilung entlang des Schweißwegs ermöglicht. Der O-Typ-Parameter hingegen ist vielseitig einsetzbar und eignet sich für eine Vielzahl von Schweißanwendungen, darunter Stumpf- und Überlappverbindungen sowie komplexe Geometrien.

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Parameter durch praktische Versuche validiert werden sollten und möglicherweise iterative Anpassungen erfordern, um die gewünschten Schweißeigenschaften wie Einbrandtiefe, Raupenbreite und minimale Wärmeeinflusszone zu erreichen. Darüber hinaus können Faktoren wie Schutzgaszusammensetzung, Durchflussmenge und Düsendesign den Schweißprozess erheblich beeinflussen und sollten in Verbindung mit den Laserparametern berücksichtigt werden.

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, empfiehlt es sich, eine umfassende Schweißanweisung (WPS) zu entwickeln, die alle relevanten Variablen berücksichtigt und auf den spezifischen Werkstoff und die zu schweißende Verbindungskonfiguration zugeschnitten ist.

Laserschweißen O-Typ Prozessparameter

① Stellen Sie die Schwingungsamplitude des Galvanometers genau auf die Breite des zu schweißenden Werkstücks ein. Dies gewährleistet eine optimale Energieverteilung über die Schweißnaht.

② Die erforderliche Laserleistung korreliert direkt mit der Blechdicke. Dickere Bleche erfordern eine höhere Laserleistung, um eine vollständige Durchdringung zu erreichen, während dünnere Bleche weniger Leistung benötigen, um Überhitzung oder Durchbrennen zu vermeiden.

③ Für dünne Platten unter 1,0 mm ist die Feinabstimmung der Parameter entscheidend. Passen Sie die Position des Brennpunkts, die Pulsdauer und die Energiedichte an, um die Einbrandtiefe zu steuern und die Wärmeeinflusszone (WEZ) zu minimieren. Diese Parameter beeinflussen in erster Linie die Einschweißtiefe und die mechanischen Eigenschaften der Dünnblechverbindung.

④ Das lineare Schweißmuster ist vielseitig und eignet sich für verschiedene Verbindungskonfigurationen, einschließlich Diagonal- und Stumpfnähte. Berücksichtigen Sie jedoch Techniken zur Strahlformung, um die Energieverteilung in bestimmten Verbindungsgeometrien zu optimieren.

⑤ Der Frequenzbereich der Schweißzange von 4-20 Hz ermöglicht eine Prozessoptimierung. Niedrigere Frequenzen eignen sich typischerweise für dickere Materialien, während höhere Frequenzen für dünne Bleche von Vorteil sind. Stellen Sie die Leistungsdichte in Verbindung mit der Frequenz ein, um die gewünschten Schweißeigenschaften zu erzielen.

⑥ Der O-Typ-Schweißmodus mit doppelter Motoroszillation eignet sich für verschiedene Schweißanwendungen. Diese Technik gewährleistet ein gründliches Aufschmelzen des Materials und fördert eine gleichmäßige Durchmischung des Schweißbades, was zu einer besseren Schweißnahtstabilität im Vergleich zum Linearschweißen führt. Der erhöhte Energieeintrag erfordert eine höhere Laserleistung, bietet aber Vorteile wie eine verbesserte Spaltüberbrückung und eine geringere Porosität in der Schweißnaht.

Besonderer Hinweis:

Die angegebenen Parameter dienen als allgemeine Richtlinien und sollten auf der Grundlage bestimmter Faktoren wie Laserleistung, Materialeigenschaften, Schweißtechnik und Fugenbreite feinabgestimmt werden. Als Faustregel gilt, dass dünnere Bleche eine geringere Laserleistung erfordern, während für dickere Bleche höhere Leistungseinstellungen erforderlich sind. Was die Steuerung des Laserkopfes betrifft, so ist der Linientyp-Parameter besonders effektiv für diagonale und männliche Kehlnähte, während der O-Typ-Parameter vielseitig ist und sich für eine breite Palette von Schweißanwendungen eignet.

Bei der Optimierung ist es wichtig, Folgendes zu beachten Laserschweißen Parameter:

1. Materialeigenschaften: Wärmeleitfähigkeit, Reflexionsvermögen und Schmelzpunkt des Werkstücks beeinflussen die Auswahl der Parameter erheblich.
2. Geometrie der Verbindung: Unterschiedliche Fugenkonfigurationen (Stumpf, Überlappung, Verrundung) können unterschiedliche Parametereinstellungen für optimale Ergebnisse erfordern.
3. Schweißgeschwindigkeit: Dieser Parameter wirkt sich direkt auf den Wärmeeintrag und die Schweißtiefe aus und muss daher sorgfältig mit der Laserleistung abgestimmt werden.
4. Brennpunktposition: Durch die Einstellung des Brennpunkts in Bezug auf die Werkstückoberfläche können die Energieverteilung und das Schweißprofil optimiert werden.
5. Schutzgas: Art und Durchflussmenge des Schutzgases wirken sich auf die Schweißqualität aus und sollten auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten sein.
6. Pulsformung: Beim gepulsten Laserschweißen kann die Manipulation von Pulsdauer und -frequenz die Schweißeigenschaften verbessern und Fehler minimieren.

Führen Sie immer Testschweißungen an repräsentativen Mustern durch, um die Parametereinstellungen zu überprüfen und zu verfeinern, bevor Sie mit dem Produktionsschweißen beginnen. Dieser Ansatz gewährleistet eine gleichbleibende Schweißqualität, minimiert Fehler und optimiert die Prozesseffizienz bei industriellen Anwendungen.